MEMS微机电系统考试总结.docx

1、 微机电制造工艺有哪些，及其主要技术特征是哪些？ 　目前，常用的制作微机电系统器件的技术主要有三种。 　　第一种是以日本为代表的利用传统机械加工手段，即利用大机器制造小机器，再利用小机器制造微机器的方法。 　　第二种是以美国为代表的利用化学腐蚀或集成电路工艺技术对硅材料进行加工，形成硅基微机电系统器件。 　　第三种是以德国为代表的LIGA(即光刻、电铸和塑铸)技术，它是利用X射线光刻技术，通过电铸成型和塑铸形成深层微结构的方法。 　　上述第二种方法与传统IC工艺兼容，可以实现微机械和微电子的系统集成，而且适合于批量生产，已经成为目前微机电系统的主流技术。LIGA技术可用来加工各种金属、塑料和陶瓷等材料，并可用来制做深宽比大的精细结构(加工深度可以达到几百微米)，因此也是一种比较重要的微机电系统加工技术。LIGA技术自八十年代中期由德国开发出来以后得到了迅速发展，人们已利用该技术开发和制造出了微齿轮、微马达、微 HYPERLINK /knowledge/d578247.html \o 加速度计 \t _blank 加速度计、微射流计等。第一种加工方法可以用于加工一些在特殊场合应用的微机械装置，如微型机器人、微型手术台等。 2、在微机电系统制造过程中，常用的材料有哪几种，每一种材料的优缺点。陶瓷、金属、硅材料。常用的是硅。硅的优点？回答出主要特征。 答：压电材料、记忆合金、巨磁材料、 半导体材料：硅及其化合物等 电致伸缩材料：压电陶瓷、氧化锌、石英等 磁致伸缩材料：镍钛合金 压电材料的优点1、充当容性负载, 在静态操作时需要非常小的功率,简化电源需求。2、充当容性负载,需要非常小的功率在静态操作,简化电源需求。3、可达到大约1/1000的张力 记忆合金的优点 1、产生很大的力 2、比着其他材料有很大的变形3、没有污染和噪声 缺点 1 延迟效应 2、根据专门的应用必须分类 硅是用来制造 HYPERLINK /view/1355.htm \t _blank 集成电路的主要原材料。由于在电子工业中已经有许多实用硅制造极小的结构的经验，硅也是微机电系统非常常用的原材料。硅的物质特??也有一定的优点。单晶体的硅遵守 HYPERLINK /view/127907.htm \t _blank 胡克定律，几乎没有 HYPERLINK /view/3606066.htm \t _blank 弹性滞后的现象，因此几乎不耗能，其 HYPERLINK /view/201906.htm \t _blank 运动特性非常可靠。此外硅不易折断，因此非常可靠，其使用周期可以达到上兆次。一般微机电系统的生产方式是在基质上堆积物质层，然后使用平板印刷和蚀刻的方法来让它形成各种需要的结构。硬度非常强，相对较轻 3、 在制造微机电系统时，其中最主要的环节是框架，主要由哪几种工艺，每一种工艺的条件 制作薄膜有几种工艺，每一种工艺的优缺点。 硅表面微机械加工技术包括制膜工艺和薄膜腐蚀工艺。制膜工艺包括湿法制膜和干式制膜。湿法制膜包括电镀（LIGA工艺）、浇铸法和旋转涂层法、阳极氧化工艺。其中LIGA工艺是利用光制造工艺制作高宽比结构的方法，它利用同步辐射源发出的X射线照射到一种特殊的PMMA感光胶上获得高宽比的铸型，然后通过电镀或化学镀的方法得到所要的金属结构。干式制膜主要包括CVD（Chemical Vapor Deposition）和PVD（Physical Vapor Deposition）。薄膜腐蚀工艺主要是采用湿法腐蚀，所以要选择合适的腐蚀液。 3、在制造微机电系统时，其中最主要的环节是frame，主要由哪几种工艺，每一种工艺的条件 制作薄膜有几种工艺，每一种工艺的优缺点。 答：标准工艺有体硅工艺和表面工艺。 体硅工艺： 1、定义键合区；光刻，刻蚀键槽。 2、扩散参杂；离子注入形成接触区，用于轻掺杂沉底。 3、形成金属电极；光刻，腐蚀玻璃形成浅槽，溅射Ti/Pt/Au，剥离形成金属电极。 4、硅/玻璃阳极键合；双面对准，误差5um。 5、硅片减薄；减薄（80-100um）KOH腐蚀，机械减薄，玻璃面划片。 6、ICP刻蚀；溅射AI，光刻，刻蚀AI，IPC刻蚀Si，释放结构。 表面工艺： 1、上层电极；淀积氧化硅，淀积氮化硅，淀积多晶硅，光刻，掩模，刻蚀多晶硅。 2、下层电极：淀积氧化硅，淀积氮化硅，淀积多晶硅，光刻，掩模，刻蚀多晶硅。 3、牺牲层：淀积PSG，光刻，刻蚀PSG。 4、刻蚀支撑点：光刻，刻蚀PSG。 5、淀积多晶硅：点击多晶硅，应力调整。 6、刻蚀多晶硅：光刻，刻蚀多晶硅。 7、释放结构：牺牲层腐蚀，防粘附处理。 制作薄膜方法: 化学沉积：源材料通过化学反应生成所材料沉积到沉底表面。（气相和液